煤炭在我国能源结构中占据主导地位,煤直接燃烧产生的二氧化硫、硫化氢等严重污染大气,因此,研发高效、低耗、低污染的煤气化工艺是非常重要的。鉴于煤气发生炉气化层温度变化的迅速性,设计了单晶蓝宝石高温探头的光纤温度传感器,实现了对气化层温度的测量;选择了纯石英棒探头的温度传感器实现了煤气炉出口温度的测量;设计光电转换前置放大电路,使探测器对输入的光功率具有高的分辨率和大的测量范围,并能减小电路噪声。实验结果表明,其灵敏度优于1℃。针对蒸汽在煤气管中流速的不稳定性,采用基于时差法的超声波流量计测量蒸汽流量,只需对顺流时间和逆流时间进行采样,不需要获取超声波在流体中的传播速度,测量精度高,不受流体物理化学性质的影响。由于煤气发生炉具有非线性,参数不稳定,难以建立精确的数学模型,采用传统的PID控制系统,效果不佳。本文根据煤气炉出口温度控制的品质取决于温度控制算法的设计,采用混沌PID控制,设计了基于混沌优化的PID控制算法。将PID控制参数引入到混沌变量的运动轨迹中,根据选定的寻优条件并结合满足控制系统稳定性的条件,利用混沌变量进行全局范围内的粗搜索和细搜索,最后搜索出PID参数的全局最优解。仿真实验表明利用混沌变量对PID参数进行寻优比其他整定方法更具有优越性。